DIY一个5V/700mA的RCC手机充电器

njhhack

DIY了一个RCC原理的手机充电器，输出为5V/700mA，长时间恒流负载5V/740mA很稳定，电路图如下。

njhhack

下面是数字示波器的截图,是Q1集电极对地电压波形,上面显示的频率好象不准,因该在19.5KHZ左右,截图时输出是4.87V 740mA,好象Q1集电极接上示波器探头后输出电压降低了,可能效率降低了,不接示波器时,电压在5.05V


下面是万能板上的实物图,哪个黑色大电容是后加的400V/140uF电容,用来改善输出低频纹波,


下面是用恒流负载测试办出能力的图形,从100Ma到700MA,间隔100mA,最后一个740MA,红色是电流,蓝色是电压,电压随电流增大而减小,精度还行

下面补充几个其它部分的波形
下面这个是Q1基极波形,

下面2个是空载时,Q1集电极波形




下面是Q2基极波形


下面是输出端L3绕组两端波形


下面是5V输出电压上的高频交流纹波,显然纹波有点大,1000uF的电解电容都压不住纹波,可能输出脉冲电流很大

heliu

错误的图纸

补充内容 (2020-12-17 14:33):
抱歉了没细看。的确是可行的电路。

sandan

817光电是出0.7A

楼主的实物发上分享

njhhack

这个图纸没有错，是9013驱动13001的发射极实现开关状态，工作频率较低大概19.5KHZ，变压器用EE13磁芯，开0.2mm气隙，发热元件主要有13001，Fr107输出二级管，还有变压器，输出740mA时，13001最热，温升在45度

兰贵烦

heliu 发表于 2020-12-17 11:54
错误的图纸

哪里错了，你的觉得没把变压器的线圈放到一起看不习惯吗

isoimg2130

楼主，你真是按这图搞成功的？
上电后9013还活着？
就算还活着，什么磁芯？20毫亨真的可以？
先不管磁芯饱不饱和，次级的电压真的稳定吗？会不会是因为带个重载上不去了？空载试试看会不会飙升！
光耦真的有用吗？会不会装了和不装一个样呢？
恕本菜孤陋寡闻了，原理也没看懂，还请楼主不吝赐教。
如果能结合实物再加上测试波形就更完美了。。。没见到实物验证前，不建议广大坛友仿制。。。

isoimg2130

经过楼主楼下讲解，再仔细分析一下。感觉确实可以工作。
不过还是等楼主实物和测试结果吧。

njhhack

晚上回家拍个实物及实物波形给大家看，免得大家误解我纸上谈兵，这图确实是成功的，空载电压5.28V，300MA输出时电压5.23V,740MA输出时5.03V，短路时输出电流800MA，由于主电感20mH，所以工作频率很低，700MA输出时频率19.5KHZ，短路时频率8KHZ，空载时跳频在100HZ，输出700mA时，三极管开通时间10uS，关断时间40uS,有效输出功率最大3.67W，估计效率在60%以上，本人水平有限，电源是做着玩的，没有经过理论计算，实验确定的数据，现在根据实验时的现象公布几个数据，增大R2阻值，减小L2电感量会导致输出电流减小，比如L2为1uH时，输出电流不会超过200mA，U1桥式整流换成半波整流,C1容量减小,会导致输出电流减小，C5容量减小会导致输出纹波增大，包括50HZ低频纹波和20KHZ高频纹波，其中通过示波器观察，20KZH高频纹波幅度峰峰值在200mV左右，纹波幅度较大，如果要求高可以在后面再加LC滤波，R5电阻减小会提高稳压精度，但对光耦寿命不利，D3D4用肖特基可以提高效率，FR107的优点是反向耐压高，不易损坏，单个发热巨大，因此双管并联降低发热，此电路经过5V/740MA满载连续输出24小时考验稳定性很好，缺点是输出电流小于300mA时，变压器有音频噪声，是因为电路进入跳频状态，频率进入音频范围，短路时音频声最大，发出恐怖的嘶叫，但电路稳定不坏，这个电路是做着玩的，变压器是自已亲自绕制，为了方便没有用三明治绕法，漏感有点大，L1绕内圈，L3绕中间,L2绕外层10匝，三个电感是通过1kHZ数字电桥测量参数不会错，变压器是自已绕的，也是实测可以的，如果不想听到音频噪声可以减小初级电感量，提高工作频率到50KHZ就基本上可以消除音频噪声，本电路和一般充电器不同之处在于驱动13001的发射极，而不是驱动13001的基极，9013集电极电压最高不超过12V，非常安全，不会击穿。

isoimg2130

heliu 发表于 2020-12-17 11:54
错误的图纸

补充内容 (2020-12-17 14:33):

还请帮忙解惑，我没看出可行在哪。感谢。

isoimg2130

njhhack 发表于 2020-12-17 14:41
晚上回家拍个实物及实物波形给大家看，免得大家误解我纸上谈兵，这图确实是成功的，空载电压5.28V，300MA输 ...

嗯，如果L2匝数合适，Q2集电极确实可以在9V左右不烧管子。

isoimg2130

njhhack 发表于 2020-12-17 14:41
晚上回家拍个实物及实物波形给大家看，免得大家误解我纸上谈兵，这图确实是成功的，空载电压5.28V，300MA输 ...

那光耦呢？怎么工作的呢？

heliu

njhhack 发表于 2020-12-17 14:00
这个图纸没有错，是9013驱动13001的发射极实现开关状态，工作频率较低大概19.5KHZ，变压器用EE13磁芯，开0. ...

抱歉了没细看
原理是可行的。
就是不大明白R3C3的常数大了点，启动时会不会过流？。
次级的变比小了开关管应力会不会过大？

njhhack

isoimg2130 发表于 2020-12-17 14:48
还请帮忙解惑，我没看出可行在哪。感谢。

电路工作原理如下:
1.U1桥式整流,C1滤波提供300V伏直流电压
2.启动电阻R1给C2充电，同时C2上电压通过R2,R3,L2对C3电容充电，当Q1，Q2基极电位上升到使两管都能导通时，电路通过L1,L2的正反馈作用使Q1,Q2快速进入饱和导通状态，在这个阶段,电能通过磁场的形式贮存在L1中，L1中的电流线性上升，三极管开通时间由L1和输入300V直流电压值确定，本电路在220V输入时大概在10uS左右
3.当L1中电流上升到一定值时，Q1,Q2退出饱和状态，进入放大状态，此时L1中电流不再上升，L1,L2开始极性反转，由于正反馈作用，Q1,Q2快速进入截止状态，此时次级D3,D4导通，L1的的磁能通过L3从次级放出，给C5充电，次级电压开始上升,当能量放空后，Q1,Q2仍处于截止状态，L1中没有电流流过
4.然后再次进入第二阶段,R1给C2充电,充电时间的长短以及次级放出能量的时间总和决定了Q1,Q2的载止时间，同时也影响了工作频率，随着次级负载的变动，工作频率也会变化，负载越重，频率越低，整个电路不停进行这个循环开关传输能量的过程
5.当次级电压上升到5V以上时，4.7V稳压管开始导通，光耦开始导通，光耦输出的光敏三极管导通，将Q2基极电位拉低，Q2截止，电路停止工作,电路进入跳频稳压状态,负载越轻，跳频频率越低，负载重到一定程度时，输出电压低到无法使光耦导通，电路脱离稳压状态，电路进入连续工作状态。
6.以上是我的粗浅总结，本人水平有限，还请懂行的朋友指出本人分析中的错误，还有帮我看看本电路有哪些缺点需要改造。

njhhack

heliu 发表于 2020-12-17 15:01
抱歉了没细看
原理是可行的。
就是不大明白R3C3的常数大了点，启动时会不会过流？。

从示波器上看，Q1极电集反峰电压不超过500V，很安全

heliu

isoimg2130 发表于 2020-12-17 14:48
还请帮忙解惑，我没看出可行在哪。感谢。

好吧
个人理解，不负责任地说说原理。
通电后，R1对C2充到0.6v，Q2微通，继续C2电压升到Q1也导通，L1给L2感应电压充C2到大约6V，同时经C3R3给Q2正反馈快速导通。
Q2的基极电流包括R2的0.2mA和反馈的RC充电电流，RC常数10微秒,电流1.5mA
L1在10微秒后I=UT/L=0.15A，按Q2倍数100的话差不多。
然后电流不能增加，L2反向，L3向次级放电。
次级电压超Z1和光耦电压后光耦导通给Q2放电，降低Q2的基极电流和延迟再启动时间。达到稳压目的。